Das ist nicht die FRB. (ESA/Hubble & NASA) Ein Milchstraßen-Magnetar namens SGR 1935+2154 hat möglicherweise gerade massiv zur Lösung des Rätsels der leistungsstarken Funksignale aus dem Weltraum beigetragen, das Astronomen seit Jahren beschäftigt.
Am 28. April 2020 wurde der tote Stern – der nur 30.000 Lichtjahre entfernt liegt – von Radioobservatorien auf der ganzen Welt aufgezeichnet, als er scheinbar mit einem einzigen, millisekundenlangen Ausbruch unglaublich heller Radiowellen aufflackerte, die von einer anderen Galaxie aus nachweisbar gewesen wären.
Darüber hinaus zeichneten globale und Weltraum-Röntgenobservatorien ein sehr helles Gegenstück im Röntgenbereich auf.
Die Arbeit an diesem Ereignis ist noch sehr vorläufig, und die Astronomen bemühen sich wahnsinnig darum, die Datenmengen zu analysieren. Aber viele scheinen sich darin einig zu sein, dass es endlich auf die Quelle hinweisen könnte schnelle Funkstöße (FRBs).
„In den Köpfen der meisten Menschen ist dies der Grund dafür, dass FRBs ihren Ursprung in Magnetaren haben“, sagt der Astronom Shrinivas Kulkarni vom Caltech und Mitglied eines der Teams STARE2-Umfrage Das auch das Funksignal erkannt , sagte Energyeffic.
Schnelle Funkstöße sind eines der faszinierendsten Geheimnisse im Kosmos. Es handelt sich um extrem starke Radiosignale aus dem Weltraum, Galaxien Millionen Lichtjahre entfernt , einige geben mehr Energie ab als 500 Millionen Sonnen . Dennoch dauern sie weniger als einen Wimpernschlag – sie dauern nur Millisekunden – und die meisten von ihnen wiederholen sich nicht, was es sehr schwierig macht, sie vorherzusagen, zu verfolgen und daher zu verstehen.
Mögliche Erklärungen reichen von Supernovae bis hin zu Außerirdischen (was leider der Fall ist). äußerst unwahrscheinlich ). Aber eine Möglichkeit, die an Fahrt gewonnen hat, ist, dass FRBs von hergestellt werden Magnetare .
Dies ist eine besonders seltsame Art von Neutronenstern , die extrem dichten Kernreste, die übrig bleiben, wenn ein massereicher Stern zur Supernova wird. Aber Magnetare haben viel stärkere Magnetfelder als gewöhnliche Neutronensterne – etwa 1.000 Mal stärker. Wir verstehen nicht genau, wie sie dazu gekommen sind, aber es hat einen interessanten Effekt auf den Stern selbst.
Während die Gravitationskraft versucht, den Stern zusammenzuhalten – eine nach innen gerichtete Kraft –, ist das Magnetfeld so stark, dass es die Form des Sterns verzerrt. Dies führe zu einer anhaltenden Spannung zwischen den beiden Kräften, erklärte Kulkarni, die gelegentlich gigantische Sternbeben hervorrufe und riesige Magnetarfackeln .
Am 27. April 2020 wurde SGR 1935+2154 von mehreren Instrumenten entdeckt und beobachtet, die einen Aktivitätsschub durchliefen, darunter auch das Swift Burst Alert Telescope , Die AGILE-Satellit und das Schönere ISS-Nutzlast . Anfangs sah es relativ normal aus, was mit dem bei anderen Magnetaren beobachteten Verhalten übereinstimmt.
Doch dann, am 28. April, machte das Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) – ein Teleskop, das den Himmel nach vorübergehenden Ereignissen absuchen soll – eine beispiellose Entdeckung, ein Signal, das so stark war, dass das System es nicht ganz quantifizieren konnte. Der Fund wurde gemeldet auf The Astronomer's Telegram .
Aber die STARE2-Umfrage, ein Projekt, das von einem Caltech-Doktoranden gestartet wurde Christopher Bochenek , ist entworfen genau für die Erkennung lokaler FRBs . Es besteht aus drei Dipol-Funkantennen, die Hunderte von Kilometern voneinander entfernt sind und einerseits lokale, durch menschliche Aktivitäten erzeugte Signale ausschließen und andererseits eine Signaltriangulation ermöglichen können.
Es empfing das Signal laut und deutlich mit einer Fluenz von über einer Million Jansky-Millisekunden. Typischerweise empfangen wir extragalaktische FRBs im Abstand von einigen zehn Jansky-Millisekunden. Nach Entfernungskorrektur würde der SGR 1935+2154 am unteren Ende liegen FRB Leistung – aber es passt zum Profil, sagte Kulkarni.
„Wenn das gleiche Signal von einer nahe gelegenen Galaxie käme, wie einer der nahegelegenen typischen FRB-Galaxien, würde es für uns wie ein FRB aussehen“, sagte er zu Energyeffic. „So etwas hat es noch nie gegeben.“
Diagramm des transienten Phasenraums jetzt mit der unteren Grenze von SGR 1935+2154 von STARE2. Ich denke, die Interpretation schreibt sich von selbst. pic.twitter.com/8ScrlcyqLW
— Prof. Evan Ó Catháin🅾️ (@evanocathain) 29. April 2020
Aber wir haben auch etwas anderes gesehen, was wir noch nie in einem extragalaktischen FRB gesehen haben, und das ist das Gegenstück im Röntgenbereich. Diese kommen bei Magnetarausbrüchen natürlich recht häufig vor. Tatsächlich ist es weitaus normaler, dass Magnetare Röntgen- und Gammastrahlung aussenden als Radiowellen.
Das Röntgengegenstück zum SGR 1935+2154-Ausbruch sei nicht besonders stark oder ungewöhnlich gewesen, sagte der Astrophysiker Sandro Mereghetti vom Nationalen Institut für Astrophysik in Italien und Forscher bei der ESA UMFASSEND Satellit. Aber es könnte bedeuten, dass hinter FRBs viel mehr steckt, als wir derzeit erkennen können.
„Das ist ein sehr faszinierendes Ergebnis und unterstützt den Zusammenhang zwischen FRBs und Magnetaren“, sagte Mereghetti gegenüber Energyeffic.
„Die bisher identifizierten FRB sind extragalaktisch.“ Sie wurden noch nie bei Röntgen-/Gammastrahlen nachgewiesen. „Ein Röntgenausbruch mit einer Leuchtkraft wie der von SGR1935 wäre für eine extragalaktische Quelle nicht nachweisbar.“
Aber dieses Funksignal war nicht zu leugnen. Und laut Kulkarni ist es für einen Magnetar durchaus möglich, noch größere Ausbrüche zu erzeugen. Der Ausbruch von SGR 1935+2154 erforderte für einen Magnetar nicht viel Energie, und der Stern konnte einen tausendmal stärkeren Ausbruch problemlos verkraften.
Es ist auf jeden Fall eine schwindelerregende Sache. Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass dies noch am Anfang steht. Astronomen führen immer noch Folgebeobachtungen des Sterns durch einige der leistungsstärksten Tools, die wir haben .
Und sie müssen das Spektrum des Ausbruchs noch analysieren, um festzustellen, ob es Ähnlichkeiten mit den Spektren extragalaktischer schneller Radioausbrüche aufweist. Wenn dies nicht der Fall ist, stehen wir möglicherweise wieder am Anfang.
Selbst wenn sich herausstellt, dass SGR 1935+2154 einen magnetaren Ursprung für schnelle Funkausbrüche bestätigt, heißt das natürlich nicht, dass es der einzige Ursprung ist. Einige der Signale verhalten sich sehr unterschiedlich, sich unvorhersehbar wiederholen . Eine Quelle wurde kürzlich gefunden Wiederholung im 16-Tage-Zyklus .
Was auch immer SGR 1935+2154 uns sagen mag, wir sind weit davon entfernt, das komplizierte Rätsel, das diese unglaublichen Signale darstellen, vollständig zu lösen – aber es ist ein unglaublich aufregender Schritt vorwärts.
CHIME hat noch nicht auf die Interviewanfrage von Energyeffic geantwortet. Sie waren wahrscheinlich etwas zu beschäftigt.